初中物理光现象解答题

小明利用如图甲所示的实验器材，做“探究平面镜成像的特点”实验：

（1）小明用玻璃板代替平面镜的目的是　　。

（2）小明在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛 $A$，还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛 $B$，对蜡烛 $A$和 $B$的要求是　　，这是为了比较　　；实验中点燃蜡烛 $A$的目的是　　。

（3）小明完成实验后，在老师的帮助下对上述实验进行了改进，如图乙所示，他将右侧贴有半透膜的玻璃板用夹子固定在量角器上，把形如“7”的未点燃的生日蜡烛 $C$、 $D$分别插在铺有方格纸的泡沫板的 $a$、 $b$处，透过普通玻璃看不到蜡烛 $C$清晰的像，透过贴膜玻璃能看到蜡烛 $D$清晰的像，他透过贴膜玻璃能看到蜡烛 $D$清晰的像是因为　　。

（4）请你说出实验改进后的优点（至少说出两点） $:$　　。

如图甲所示是“探究平面镜成像的特点”的实验装置。

（1）取两支完全相同的蜡烛，是为了探究像与物的　　关系。

（2）将点燃的蜡烛 $A$放在玻璃板前，移动玻璃板后的蜡烛 $B$直至与蜡烛 $A$的像完全重合，记录蜡烛 $A$、蜡烛 $B$的位置。改变蜡烛 $A$的位置，重复上述实验，实验记录如图乙所示。蜡烛 $A$位于2位置时的像在　　点，蜡烛 $A$由2位置移到3位置，像的大小　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

（3）人看到蜡烛的像是由于反射光进入人眼。请在图内中画出与反射光线对应的入射光线。

阅读短文，回答问题：

白光 $\mathit{LED}$灯

目前，常用的白光 $\mathit{LED}$以蓝光 $\mathit{LED}$为芯片，其上涂有黄色荧光粉，通电后， $\mathit{LED}$芯片发出蓝光，其中一部分照射到荧光粉上，荧光粉发出波长比蓝光长的黄光，该黄光与另一部分蓝光混合射出，人眼便感觉到白光，生活中常用的白光 $\mathit{LED}$灯是将多个白光 $\mathit{LED}$连接而成的。

实验表明，白光 $\mathit{LED}$的发光强度与其通过电流的占空比成正比。通常通过 $\mathit{LED}$的电流随时间变化的规律如图1所示，电流的占空比 $D=\frac{t_0}{T}$，在电流周期 $T$小于人眼视觉暂留时间（约 $0.1s)$的情形下，人眼便感觉不到灯的闪烁。

人眼对亮度的感觉（即“视觉亮度” $)$与 $\mathit{LED}$发光强度变化并不一致，当光强度均匀增大时，视觉亮度并非均匀增加。弱光时，光强增大一倍，视觉亮度的增加多于一倍；强光时，光强增大一倍，视觉亮度的增加不足一倍。

生活中，白光 $\mathit{LED}$调光台灯的电流设置了恰当的占空比变化规律，使视觉亮度均匀变化。

（1）文中所述人眼感觉到的白光是由　　混合而成的。

（2）文中所述白光 $\mathit{LED}$发出的两种色光　　。

$A$．均由荧光粉产生

$B$．均由 $\mathit{LED}$芯片产生

$C$．波长短的由 $\mathit{LED}$芯片产生，波长长的由荧光粉产生

$D$．波长短的由荧光粉产生，波长长的由 $\mathit{LED}$芯片产生

（3）白光 $\mathit{LED}$灯通入图中所示电流时，在 $0-2T$时间内，不发光的时间段为　　和　　。

（4）下列是四种电流的 $t_0$和 $T$值，它们的 $I_0$均相同。分别用它们对同一白光 $\mathit{LED}$灯供电，其中人眼感觉不到闪烁，且发光强度最大的是　　。

$A$． $t_0=1.8s$， $T=2s$

$B$． $t_0=0.8s$， $T=1.0s$

$C$． $t_0=0.05s$， $T=0.1s$

$D$． $t_0=0.02s$， $T=0.03s$

（5）某白光 $\mathit{LED}$调光台灯共有5级亮度，要使人眼对 $1~5$级的“视觉亮度”均匀增大，下列图象中电流的占空比设置符合要求的是　　。

小明做“探究平面镜成像特点”的实验时，将玻璃板竖直立在水平桌面上，在白纸上画出表示玻璃板前后两表面的位置 $\mathit{MM}\text{'}$和 $\mathit{NN}\text{'}$。

（1）如图所示，用刻度尺测量玻璃板的厚度，其读数为　　 $\mathit{cm}$。

（2）在玻璃板前放棋子 $A$，观察到棋子在玻璃板中有两个像，一个较亮、另一个较暗，较亮的像是光线经　　 $(\mathit{MM}\text{'}/\mathit{NN}\text{'})$面反射形成的。

（3）为验证“像是虚像”的猜想，小明将一张白卡片放在　　的位置，　　（直接 $/$透过玻璃板）观察卡片上有无棋子 $A$的像。

（4）将棋子 $B$（图中未画出）放到玻璃板后，使它与较亮的像重合，并测量棋子 $A$的右端到 $\mathit{MM}\text{'}$的距离 $l_A$和棋子 $B$的左端到 $\mathit{NN}\text{'}$的距离 $l_B$，实验数据记录在下表中。

次数	1	2	3	4
$l_A/\mathit{cm}$	5.40	7.15	9.80	12.50
$l_B/\mathit{cm}$	5.20	6.96	9.61	12.32

分析数据可得：像到反射面的距离　　（小于 $/$大于）物到反射面的距离。

（5）实验中，像与物到反射面的距离存在差值。小明对此很感兴趣，他想探究影响这一差值大小的因素。请帮小明提出一条有价值且可探究的问题：　　。

在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中：

（1）如图甲，小明将一束激光射至 $P$点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将　　（向左移动 $/$向右移动 $/$不动），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向　　（会 $/$不会）发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些　　。

（2）如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否　　。如图丙，他将光沿着 $\mathit{AO}$方向射向水面上的 $O$点，光在水中沿着 $\mathit{OB}$方向射出，调整激光笔使入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角随之　　（增大 $/$减小 $/$不变）。当光沿着 $\mathit{NO}$方向射入时会沿 $\mathit{ON}\text{'}$方向射出，此时折射角为　　度。

实验室常用蜡烛完成乙图光学实验：

（1）图甲为小孔成像示意图，该现象可以用　　来解释。

（2）图乙为探究平面镜成像特点的实验装置，若蜡烛 $A$到玻璃板距离为 $10\mathit{cm}$，则蜡烛的像 $B$与蜡烛 $A$之间的距离为　　 $\mathit{cm}$；若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板，从蜡烛 $A$一侧观察玻璃板，　　（填“能”或“不能” $)$看到蜡烛所成的像。

（3）图丙为探究凸透镜成像规律的实验装置。当蜡烛、凸透镜和光屏处于图示位置时，可在光屏上得到清晰的像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动到 $35\mathit{cm}$刻度线处，此时可将光屏向　　（选填“左”或“右” $)$移动适当距离能再次得到清晰的倒立、　　的实像；若不移动光屏，可在烛焰和透镜之间放置一个适当的　　透镜（选填“凸”或“凹” $)$也能在光屏上得到一个清晰的像。

“探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示平面镜放在水平桌面上，标有刻度（图中未画出）的白色纸板 $\mathit{ABCD}$，能绕垂直于 $\mathit{CD}$的 $\mathit{ON}$轴翻转，在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。

（1）实验前，应将纸板　　放置于平面镜上移动激光笔，使入射光束绕入射点 $O$沿逆时针方向转动，可观察到反射光束沿　　时针方向转动；

（2）移动激光笔，使入射角为 $45°$，测得反射角也为 $45°$．由此就得出“光反射时，反射角等于入射角”的结论你认为有何不妥之处？　　；

（3）如图乙所示，将纸板右半部分绕 $\mathit{ON}$向后翻转任意角度，发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了：　　；

（4）在图甲中，若将纸板（连同激光笔）绕 $\mathit{CD}$向后倾斜，此时反射光束　　。

$A$．仍在纸板上呈现

$B$．被纸板挡住

$C$．在纸板前方

同学们探究“平面镜成像特点”。

（1）小华在竖直的玻璃板前 $A$位置放置点燃的蜡烛，看到玻璃板后出现蜡烛的像，如图甲所示，用一张不透明纸挡在玻璃板与像之间，她在图甲所示位置观察　　（选填“仍然”或“不能” $)$看到蜡烛的像。这说明像是由于光的　　（选填“反射”或“折射” $)$形成的。

（2）撤去不透明纸，小华又拿另一支大小相同的蜡烛放到玻璃板后像的位置，发现它跟像完全重合，由此可知平面镜成　　（选填“缩小”、“等大”或“放大” $)$的像。记录物像的位置 $\mathit{AA}\text{'}$。

（3）经过三次实验得到三组物、像位置点，如图乙所示，由此可知　　。

（4）小明自备器材做该实验，在玻璃板前放置一支点燃的蜡烛，看到玻璃板后出现蜡烛的两个像，这是因为　　。

图1是某同学探究平面镜成像特点的实验装置，棋子 $A$和 $B$完全相同

（1）实验中应选择较　　（选填“厚”或“薄” $)$的茶色玻璃板，并将其　　放置在水平桌面上。

（2）为确定棋子 $A$像的位置，应在玻璃板后方移动棋子 $B$，直到它与棋子 $A$的像　　；

（3）多次改变棋子 $A$的位置进行实验，可得到像与物关于　　对称的实验结论

（4）某次实验后，将光屏竖直放置棋子 $B$的位置，光屏上　　（选填“能”或“不能” $)$接收到棋子 $A$的像。

（5）另一位同学直接用平面镜来确定像的位置，如图2所示，平面镜竖直放置在铺有白纸的水平桌面上，将5节同样的小电池直立在白纸上，保持电池①的位置不变，移动其它电池，使电池③遮挡住电池①的像和电池②，电池⑤遮挡住电池①的像和电池④，在白纸上记录下电池的位置如图3所示，请在图3中作出电池①像的位置并用“ $·$”表示。

小明用茶色玻璃板和两个相同的棋子做探究像与物到平面镜距离关系的实验。

（1）将玻璃板　　立在水平桌面上，在白纸上沿玻璃板前后两表面画线 $M{M}^{\text{'}}$和 $N{N}^{\text{'}}$。

（2）在玻璃板前放棋子 $A$，将棋子 $B$放到玻璃板后，使它与　　重合。

（3）在白纸上沿棋子 $A$和 $B$的边缘画图，测量 $A$的右端到 $M{M}^{\text{'}}$的距离 $l_A=4.30\mathit{cm}$；测量 $B$的左端到 $N{N}^{\text{'}}$的距离如图所示，其值为 $l_B=$　　 $\mathit{cm}$。

（4）改变 $A$的位置，将数据记录在表中，表中有一个数据异常，该数据是　　 $\mathit{cm}$，它最有可能测量的是　　距离。

次数	1	2	3	4	5
$l_A/\mathit{cm}$	4.30	5.70	7.10	8.80	9.90
$l_B/\mathit{cm}$		5.40	6.50	8.50	9.60

（5）修正（4）中异常数据后，比较 $l_B$和 $l_A$，发现 $l_B$总是小于 $l_A$，为准确获得实验结论，请你对小明实验中的错误操作进行纠正，答：　　。

如图甲所示，在探究平面镜成像的特点实验中。

（1）实验时，先将方格纸放在水平桌面上，再将茶色玻璃　　放置在方格纸上。

（2）选用两个完全相同的棋子是为了比较　　和物的大小关系。

（3）如图乙所示，棋子放在 $A$处，观察者在 $B$处，可以看到棋子的像在　　

$A$、 $a$处 $B$、 $b$处 $C$、 $c$处 $D$、 $d$处

（4）将一张白卡片竖直放在像的位置，能否从白卡片上直接观察到像？答：　　。

探究光的反射定律。

（1）如图甲，先将平面镜 $A$放在水平桌面上，再将硬纸板 $B$　　放置在平面镜 $A$上，让激光紧贴纸板射向 $O$点。

（2）为了显示光路，纸板的表面应　　（光滑 $/$粗糙）些，在纸板上标出刻度是为了方便测量　　的大小；

（3）多次改变入射光的方向，测得了几组数据如表所示，由此可得出，反射角与入射角大小　　（相等 $/$不相等）。

序号	入射角	反射角
1	$30°$	$30°$
2	$45°$	$45°$
3	$60°$	$60°$

（4）接下来老师进行了如下演示，先用加湿器使整个教室充满雾气，将平面镜放在一能转动的水平圆台上，在柱 $M$上固定一红色激光笔，使其发出的光垂直射向平面镜上的 $O$点，其作用是为了显示　　的位置，然后打开固定在柱 $N$上的绿色激光笔，使绿色激光射向 $O$点，出现了如图乙所示的情景，老师水平方向缓慢转动圆台，当我们观察到　　时，可判断反射光线，入射光线和法线在同一平面内。

在“探究光的反射规律”的实验中，平面镜 $M$水平放置，白色纸板竖直立在平面镜上，纸板由 $E$、 $F$两部分组成，可绕竖直接缝 $\mathit{ON}$翻折。

（1）如图，将一束光贴着纸板 $E$沿 $\mathit{AO}$射到镜面上 $O$点，纸板 $F$上会显示出反射光束 $\mathit{OB}$，接着将纸板 $F$绕 $\mathit{ON}$向后翻折，则纸板 $F$上　　（能 $/$不能）显示出反射光束，由此说明反射光线、入射光线与 $\mathit{ON}$在　　内。

（2）小明在测入射角和反射角大小时只记录了一组数据（如表），根据这组数据，他　　（能 $/$不能）得出关于光反射时反射角与入射角关系的结论，理由：　　。

实验序号	入射角 $\alpha$	反射角 $\beta$
①	$50°$	$50°$

小明利用空易拉罐做了几个物理小实验。

（1）如图甲所示，在易拉罐中注入少量的水，用酒精灯对易拉罐加热，待罐口出现白雾时，将罐口堵住，撤去酒精灯，让易拉罐冷却，观察到易拉罐变瘪了，这一现象说明了　　的存在。

（2）如图乙所示，用易拉罐制作一个简易针孔照相机：在易拉罐底部中央戳一个小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层半透明的塑料薄膜，用它观察窗外景物时，在塑料薄膜上能看到窗外景物　　（选填“倒立”或“正立” $)$的像，像形成的原理是光的　　。

（3）如图丙所示，将两个易拉罐平行放置在水平桌面上，为了能让两易拉罐间距离增大，可以吸管按图中箭头　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$所示的方向用力吹气。

（4）如图丁所示，用塑料薄膜擦过的塑料管靠近易拉罐，易拉罐　　（选填“可能”或“不可能” $)$被吸引。

小华用两个完全相同的棋子 $A$和棋子 $B$．在水平桌面上探究平面镜成像的特点，实验装置如图

（1）无论怎样在桌面上移动棋子 $B$，都无法使它与棋子 $A$的像完全重合。出现这种情况的原因是　　。排除问题后，移动棋子 $B$，使它与棋子 $A$的像完全重合，这样做的目的除了能确定棋子 $A$经平面镜所成像的位置，同时还能比较　　大小关系。

（2）用铅笔画出平面镜及棋子 $A$和棋子 $B$的位置，并画出棋子 $A$和棋子 $B$位置的连线，经测量发现：两棋子的连线与镜面　　，两棋子到镜面的距离相等

（3）移去棋子 $B$，将一张白卡片竖直放在棋子 $B$所在的位置，直接观察白卡片，观察白卡片上没有棋子 $A$的像，说明棋子 $A$经平面镜所成的是　　像

（4）用木板紧贴玻璃板背面，挡住玻璃板后的光，人眼在玻璃板前　　（选填“能”或“不能” $)$看见棋子 $A$的像。